基于Nios II与FPS200的半导体指纹采集系统设计

外界环境和指纹表面的特性设置好相应参数。

　　本系统采用集成MCU接口，指纹采集的程序流程如图3所示。首先初始化FPS200的各个寄存器，主要是放电电流寄存器（DCR）、放电时间寄存器（DTR）和增益控制寄存器（PGC）的设置；然后查询等待，指纹被FPS200采集进入数据寄存器后，再读入内存，根据指纹采集流程图在Nios II IDE下编写相应的C语言代码，具体如下：

　　用HDL语言编写指纹采集芯片FPS200和VGA的外设与开发板连接，创建Nios II CPU时包括以下内容：选择标准的Nios II CPU内核［5］，根据需要添加相应的components。在Interface to user logic中添加自定义指纹采集和VGA图像显示外设，在SOPC Builder中添加FPS200和VGA两个自定义外设，生成的Nios II CPU如图4所示。

　　4 系统实现

　　启动Nios II IDE环境下，创建系统软件控制部分后，运行程序即可采集指纹图像，本系统环境下采集的指纹图像5所示。

　　图6为作参考比较的光学采集指纹图像，指纹图像容易受指纹表面的杂质影响，手指干燥、潮湿和带有灰尘都会使成像模糊。图5为采集原始指纹后用软件读取得指纹图像，在手指干燥、潮湿和带有灰尘的情况下都可采集到很好效果的指纹图像，两种不同技术所采集的图像相比而言，光学采集的指纹比较模糊，从图5显示的结果可以看出，本系统可以简便快速地获取比较清晰的原始指纹灰度图，图像质量好，失真较小，保留了指纹纹线的边缘细节和固有形态，指纹的谷线和脊线明显，线条连接紧密。在指纹处理得处理过程中有利于提取指纹的特征参数，可以很好地应用于指纹识别系统及指纹分类系统的各种后端任务［3］，如指纹自动识别系统的建库和各种查询工作。

　　5 小结

　　本文设计了一种基于Nios II处理器，采用高性能指纹传感芯片FPS200的MCU接口方式的指纹采集系统；详细地阐述了指纹采集系统的自定义外设及指纹采集程序编写。本系统采集的原始指纹图像质量高，效果好，能够满足嵌入式指纹识别系统的要求。